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近日，中國農業(yè)科學院棉花研究所棉花分子遺傳改良創(chuàng)新團隊建立了跨越種間和種內的無基因型限制的棉花高效遺傳轉化體系(SAMT)，破解了難以利用棉花主栽品種為受體進行遺傳轉化的難題，為加速棉花基因工程育種進程提供了技術保障。相關研究成果發(fā)表在《植物學報》(Journal of Integrative Plant Biology)上。

無基因型限制的棉花高效遺傳轉化體系。中國農業(yè)科學院棉花研究所供圖

基因型限制和轉化周期長是棉花遺傳轉化的兩大技術屏障，阻礙了棉花基因功能驗證和優(yōu)異轉基因材料創(chuàng)制，往往無法對當前棉花主栽品種進行目標性狀的直接改良，難以實現(xiàn)以主栽品種為基礎受體的基因聚合和品種改良。

該研究以棉花種子頂端分生組織干細胞為外植體，結合農桿菌和超聲波處理，將外源載體整合到干細胞中，進而誘導干細胞產生不定芽，并利用壯觀霉素抑制主芽生長，誘導腋芽的產生，有效降低嵌合體概率。該研究建立的SAMT轉化體系成功打破了棉花種間和種內遺傳轉化的基因型限制，陸地棉、海島棉和亞洲棉等多個棉種均成功進行了轉化，獲得的過量表達轉基因材料和基因編輯突變體材料均可穩(wěn)定遺傳。SAMT體系的轉化周期為2-3個月，未發(fā)生轉基因再生苗不育現(xiàn)象，也未出現(xiàn)畸形苗。該體系的建立有助于加速棉花功能基因驗證和優(yōu)異種質資源創(chuàng)制，為棉花生物育種提供科技支撐。

關鍵詞： 遺傳轉化 中國農業(yè)科學院 種質資源 功能基因 棉花種子